潘志琦
摘要:現(xiàn)代大型建筑為了建造方便,通常對(duì)折形屋面采取硬山頂做法,傳統(tǒng)民居懸山頂日漸式微。為了傳承傳統(tǒng)懸山頂做法,文章對(duì)大型現(xiàn)代建筑中的雙坡懸山頂施工技術(shù)進(jìn)行研究,以巴馬山茶油生態(tài)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目(一期)工程項(xiàng)目為例,總結(jié)出一套施工簡(jiǎn)便、易于推廣的新型建造方法,介紹不同標(biāo)高梁柱交接處精準(zhǔn)施工技術(shù)、內(nèi)置免拆模板懸挑結(jié)構(gòu)線條技術(shù)和特制鋁合金格柵連片施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用,以期對(duì)類似工程起到參考作用。
關(guān)鍵詞:雙坡懸山頂;傳統(tǒng)民居;施工技術(shù)
中圖分類號(hào):TU7? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ?文章編號(hào):1674-0688(2023)03-0060-04
0 引言
目前國(guó)內(nèi)的折形屋面為了施工方便,通常會(huì)放棄采光及傳統(tǒng)民居美感,直接在屋面下砌磚封閉,做成硬山頂造型[1]。不同于硬山頂屋頂?shù)臋_木完全被封在山墻內(nèi),懸山頂?shù)母鳁l檁伸出山墻外,從外觀上看,屋頂懸于山墻,故名“懸山” (如圖1所示)。懸山頂雖然極具美感,有良好的通風(fēng)效果及采光優(yōu)勢(shì)[2],但是由于建造工藝比較復(fù)雜,會(huì)產(chǎn)生梁柱交界處標(biāo)高不一、懸挑結(jié)構(gòu)不便施工和連片格柵長(zhǎng)短不一難以精準(zhǔn)下料等一系列施工難題,因此在建筑行業(yè)追求經(jīng)濟(jì)及進(jìn)度的大環(huán)境下,逐漸消失于時(shí)代中。為實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)民居造型在現(xiàn)代建筑上的傳承,同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速施工、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全可靠的目標(biāo),本文介紹了不同標(biāo)高梁柱交接處精準(zhǔn)施工技術(shù)、內(nèi)置免拆模板懸挑結(jié)構(gòu)線條技術(shù)和特制鋁合金格柵連片施工技術(shù)在雙坡懸頂山施工工程中的應(yīng)用[3],以期為類似工程提供借鑒。
1 工程概況
巴馬山茶油生態(tài)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目(一期)工程,背靠河池市東巴鳳區(qū)域,同時(shí)毗鄰百色市,周邊種植大量?jī)?yōu)質(zhì)山茶油作物。本工程是廣西壯族自治區(qū)重點(diǎn)工程項(xiàng)目,項(xiàng)目擬建造一條年產(chǎn)超過5 000 t的高端山茶油生產(chǎn)線、山茶油品種博覽園和山茶油文化展示體驗(yàn)館,旨在打造輻射全廣西的生態(tài)山茶油產(chǎn)業(yè)一體化工程。在一個(gè)具有較大影響力的項(xiàng)目推廣雙坡懸山頂施工技術(shù),目的是把懸山頂造型的美感傳給更多受眾,使傳統(tǒng)建筑造型煥發(fā)新生,贏得更廣泛的關(guān)注。
2 施工難點(diǎn)及解決方案
2.1 施工難點(diǎn)
(1)雙坡懸山頂柱子高度不一、大小不一,上部對(duì)接的斜梁角度變化大,需要一次精準(zhǔn)成型,保證每個(gè)柱子高度和梁的對(duì)接能滿足多重折形屋面高度的要求。
(2)屋面有部分懸挑結(jié)構(gòu),42 m超長(zhǎng)免拆板制作的屋面中空造型懸挑結(jié)構(gòu)施工難度很大。
(3)懸山頂下鋁合金線條造型復(fù)雜,施工精度要求高,同時(shí)需要兼顧照明線路布設(shè)。
2.2 施工解決方案
(1)重新核準(zhǔn)標(biāo)高。用于支撐雙坡懸山頂造型的柱子架立在坡度為3%的樓面上,需要進(jìn)一步消除累計(jì)的標(biāo)高誤差,重新核準(zhǔn)標(biāo)高再裝模,使用BIM(建筑信息模型)技術(shù)對(duì)所有在斜屋面上架立的柱子進(jìn)行高度復(fù)核調(diào)整,計(jì)算出每面柱子的高度,并按照BIM結(jié)果安裝模板。
(2)按照實(shí)際需求對(duì)超長(zhǎng)免拆模板精準(zhǔn)定模。使用BIM技術(shù)下料排板,與設(shè)計(jì)方對(duì)接,設(shè)置對(duì)拉螺栓及內(nèi)部鋼筋支撐,優(yōu)化裝模受力結(jié)構(gòu),滿足懸挑受力要求,確保一次澆筑成型。
(3)每根鋁合金構(gòu)件“一條一案”。屋面共計(jì)260根鋁合金構(gòu)件,承擔(dān)了雙坡懸山頂?shù)呢Q向造型結(jié)構(gòu),線條復(fù)雜,下料精準(zhǔn)度要求非常高,要確保在11.54°的三折坡屋面上根據(jù)設(shè)計(jì)的高低走向精準(zhǔn)契合造型,每一個(gè)鋁合金構(gòu)件需單獨(dú)設(shè)計(jì)排產(chǎn),同時(shí)在鋁合金方通外側(cè)引入照明裝置,對(duì)安裝精度、電氣工程配合度有很高的要求。
3 施工技術(shù)實(shí)施
3.1 不同標(biāo)高梁柱交接處精準(zhǔn)施工技術(shù)
本工程屋面層柱子有3個(gè)不同:柱子高度不同、柱底標(biāo)高不同、柱頂標(biāo)高不同,這對(duì)施工造成了困難。本工程采取消除累計(jì)誤差方案,在3%坡度的樓面上,對(duì)每個(gè)柱子放線;統(tǒng)計(jì)表格,對(duì)不同高度的柱子采用BIM技術(shù)進(jìn)行模板排序,從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)下料,具體實(shí)施要點(diǎn)如下。
(1)確定柱模板安裝位置并拼接合攏。根據(jù)使用BIM技術(shù)精準(zhǔn)計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)彈線,在柱子定位畫線的外層釘上木片以確認(rèn)柱模板安裝具體位置,木片按照之前的排版結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況,有3%坡度的差異。在定位小板釘好后,開始拼合柱子模板,先從屋面開始,以折形線條上面的梁底為重要位置參數(shù)確定定位點(diǎn)。由于梁柱交接點(diǎn)已經(jīng)提前使用BIM技術(shù)排布,現(xiàn)場(chǎng)裝模的時(shí)候只需微調(diào)即可精準(zhǔn)拼接合攏。柱模板合攏后,使用木方、方鋼、圓鋼管等進(jìn)行加固,大于500 mm的柱子使用對(duì)拉螺栓加固,一般第一道鎖扣距離地面5~10 cm,地面以上從第二道開始每道鎖扣的間距控制在50 cm內(nèi)。
(2)調(diào)整混凝土配合比。根據(jù)設(shè)計(jì)文件可知柱子使用的混凝土強(qiáng)度比雙坡懸山頂處高,在澆筑時(shí)對(duì)澆筑柱子的混凝土常規(guī)配合比進(jìn)行合理調(diào)整,使其在滿足強(qiáng)度要求的前提下滿足可泵性,同時(shí)盡量降低水泥用量、減少坍落度,進(jìn)一步優(yōu)化粉煤灰和外加劑的摻入比例,最終達(dá)到降低混凝土水化熱溫度的目標(biāo),防止因內(nèi)外溫差誘發(fā)混凝土表面裂縫。
(3)進(jìn)行混凝土澆筑。在對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)處的混凝土進(jìn)行澆筑時(shí),按照先高后低的原則,柱子上的混凝土先澆筑,梁板上的混凝土后澆筑。在不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土交界處,按照要求設(shè)置金屬網(wǎng)片,以便控制不同等級(jí)混凝土的具體澆筑范圍。為保證質(zhì)量,梁柱的混凝土采用二次振搗的方法以增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性,以防止收縮。同時(shí)梁側(cè)面可根據(jù)實(shí)際情況通過增加水平構(gòu)造筋來降低產(chǎn)生裂縫的概率,進(jìn)一步提高梁的抗裂性。
(4)進(jìn)行混凝土澆水養(yǎng)護(hù)。澆筑完畢后,需要加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,其中又以梁的養(yǎng)護(hù)最重要。在梁板底作用于承重的腳手架未拆除之前,使用室內(nèi)小型水泵對(duì)水管加壓,通過每日3次的有序噴淋,對(duì)板面、梁底和板底進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),進(jìn)一步保證施工質(zhì)量,防止粱的內(nèi)外部不均勻收縮而產(chǎn)生表面裂縫。
3.2 內(nèi)置免拆模板懸挑結(jié)構(gòu)線條技術(shù)
雙坡懸山頂建造的核心技術(shù)在于做出懸挑造型線條,如古建筑一般使用橫梁懸挑線條,地下以立柱狀線條支撐,滴水線遠(yuǎn)在立柱以外。由于現(xiàn)代建筑中橫向結(jié)構(gòu)線條為中空結(jié)構(gòu),中空尺寸為600 mm×400 mm,人員及器械無法進(jìn)入,如果使用木模板將無法拆模,留置的木模板經(jīng)歷一定時(shí)間后,有可能會(huì)造成白蟻蛀空及木材腐爛的嚴(yán)重后果。
經(jīng)過反復(fù)研究,本工程引進(jìn)免拆板施工技術(shù),在結(jié)構(gòu)線條內(nèi)部打造一條長(zhǎng)約42 m的“口”字形模板,使用內(nèi)置鋼筋和對(duì)拉螺栓加固,通過梁側(cè)縫隙澆筑混凝土一體成型,達(dá)到線條要求的效果(如圖2所示)。
施工流程如下:使用BIM技術(shù)對(duì)“口”字形免拆復(fù)合保溫模板排板→彈線切割免拆模板→按照線路切割下料備用→安裝模板的連接件→制作外圍木?!壴摻罴胺胖脡|塊→安裝對(duì)拉螺栓→立內(nèi)側(cè)?!⒋卫恪⒅骼恪潭0逦恢谩鷿仓炷痢鳌⒋卫悴鸪移健嫔皾{抗裂層施工→飾面層→驗(yàn)收。主要施工要點(diǎn)如下。
(1)確定最優(yōu)排版方案。根據(jù)懸山頂上部中空線條內(nèi)部尺寸,確定排版分格方案,在減少損耗的前提下,設(shè)計(jì)出最優(yōu)排版方案。根據(jù)排版圖,按照5%的損耗統(tǒng)計(jì)出各種規(guī)格復(fù)合保溫模板的數(shù)量,依據(jù)一板一編號(hào)原則進(jìn)行編號(hào),方便后期施工。
(2)按照排版要求進(jìn)行切割。免拆模板在安裝前根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙使用BIM技術(shù)優(yōu)化排布,原則上在工廠完成切割,對(duì)于少量無法在工廠切割的,可以在施工現(xiàn)場(chǎng)用軌道切割鋸切割。使用的鋸片的直徑必須能一次切割到位,不允許二次切割以防形成錯(cuò)臺(tái)破壞工程質(zhì)量。為防止下料錯(cuò)誤,切割前在標(biāo)準(zhǔn)板上進(jìn)行彈線,線寬控制在比需要的尺寸多約2 mm,非常規(guī)復(fù)合保溫模板的寬度一般情況下不小于150 mm。
(3)預(yù)先在免拆模板上打孔。施工前,需要提前繪制連接件平面布置圖,并且與生產(chǎn)廠家對(duì)接,由廠家按照?qǐng)D紙位置二次加工,進(jìn)行穿孔作業(yè)。穿孔完成后需做質(zhì)檢復(fù)查,保證免拆模板上的錨固點(diǎn)受力均勻、布局合理、孔洞整齊??锥粗睆奖冗B接件直徑小2 mm,應(yīng)保證連接件受力合理,防止過松或過緊引起外移動(dòng)。安裝連接件的基本原則:每平方米最少5個(gè),安裝孔到模板邊緣應(yīng)大于或等于50 mm。對(duì)轉(zhuǎn)角等受力薄弱部位可視現(xiàn)場(chǎng)情況增設(shè)連接件,為避免連接件掉落,由專業(yè)工人在現(xiàn)場(chǎng)把連接件塞入預(yù)制孔內(nèi)。
(4)起吊免拆模板。布置外層木模板,封閉左、下和右側(cè),形成無蓋的箱型結(jié)構(gòu),類似“凹”字造型,然后把免拆模板從上側(cè)放入并固定。使用塔吊將根據(jù)BIM排布的免拆模板按照編號(hào)起吊至樓頂屋面,起吊高度約為20 m。免拆模板偏心距較大,在吊裝過程中必須保持平衡,角部受力處、易變形處必須采用硬質(zhì)材料加以保護(hù),避免受到破壞。安排2~3名安裝工人在上、下方將模板固定至適當(dāng)位置,用鋼絲將連接件與鋼筋綁扎穩(wěn)妥。安裝順序?yàn)橄劝惭b陰陽(yáng)角處板,后安裝標(biāo)準(zhǔn)墻板。
(5)使用對(duì)拉螺栓固定。安裝完畢后使用對(duì)拉螺栓控制好內(nèi)側(cè)免拆模板與外側(cè)木模板的間距,用鉆頭在免拆板和外側(cè)可拆模板的對(duì)應(yīng)處開穿透孔,開孔滿足螺桿穿入后垂直于中空梁內(nèi)外側(cè)。先穿入螺栓套管,再穿對(duì)拉螺栓拉緊,最后按照實(shí)際情況微調(diào)螺栓。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求,對(duì)中空線條造型的鋼筋綁扎區(qū)域進(jìn)行鋼筋綁扎,在鋼筋內(nèi)外兩側(cè)綁扎C20水泥砂漿墊塊,標(biāo)準(zhǔn)為每平方米不少于4塊。
(6)安裝木方固定。在模板兩側(cè)豎向安裝60 mm×80 mm(或50 mm×80 mm)木方,間距設(shè)置為220 mm。懸山頂下的模板拼縫和陰陽(yáng)角位置需要依次設(shè)置龍骨,避免板材錯(cuò)差引發(fā)的漏漿。本工程中的橫向次龍骨使用2根φ48.3×3.6 mm黃色鋼管,保證間距小于600 mm。實(shí)踐中在固定主次龍骨及對(duì)應(yīng)內(nèi)外模板時(shí)需要同步調(diào)整模板位置,使其滿足垂直度及其他施工要求。
(7)封模后進(jìn)行澆筑。鋼筋完成驗(yàn)收后,對(duì)其進(jìn)行澆筑,考慮到澆筑時(shí)不易振搗至中空結(jié)構(gòu)底部,需要使用木槌不斷敲擊中空線條外部,使混凝土能夠充分地進(jìn)入底部。拆除內(nèi)外側(cè)的木模后需及時(shí)用聚合物砂漿找平完成面,同步鋪設(shè)寬度約200 mm的網(wǎng)格布,保證抗裂性能。
3.3 特制鋁合金格柵連片施工技術(shù)
鋁合金格柵連片施工流程如下:測(cè)量女兒墻到懸山頂不同定位的高差→使用BIM技術(shù)對(duì)實(shí)測(cè)高差進(jìn)行排列→對(duì)鋁合金格柵進(jìn)行排產(chǎn)→預(yù)埋件按照定位安裝→安裝立柱→現(xiàn)場(chǎng)微調(diào)→外觀噴漆→照明安裝。
3.3.1 鋁合金格柵定制
本建筑共有260根鋁合金造型條(如圖3所示),由于在雙坡懸山頂處高度不一,為最大限度地節(jié)省材料,需要對(duì)每一條鋁合金使用BIM技術(shù)進(jìn)行單獨(dú)排版,在得到具體數(shù)據(jù)后進(jìn)行排產(chǎn)。
3.3.2 預(yù)埋件施工
為了保持鋁合金格柵底部高度一致,對(duì)懸山頂下的鋁合金造型埋件采用后加埋件的處理方法,具體做法如下。
(1)使用普通膨脹螺栓與鋼板連接,作為其與女兒墻的固定方法。在雙坡懸山頂?shù)呐畠簤鶎颖砻娣啪€,按照?qǐng)D紙每400 mm設(shè)置一道的距離,畫出固定點(diǎn)的位置,在定位的基層表面使用沖擊鉆鉆孔,安裝膨脹螺栓,在螺栓定位以后將螺栓一次性擰緊,為保證質(zhì)量需要將螺桿與螺母同時(shí)焊接,防止發(fā)生松動(dòng)。
(2)為避免后加埋件施工時(shí)有可能產(chǎn)生的累計(jì)誤差,在立柱安裝之前可以重新放線,并再次確定埋板和立桿位置的準(zhǔn)確性,發(fā)現(xiàn)偏差立即校準(zhǔn)。焊接鋁方通時(shí),需要至少2人配合進(jìn)行,其中一人負(fù)責(zé)防止鋼管在焊接時(shí)晃動(dòng),另一人進(jìn)行焊接,施焊時(shí)要注意四周滿焊,保證達(dá)到相關(guān)焊接規(guī)范的要求。
(3)安裝前鋁方通時(shí)通過拉長(zhǎng)線放線,在造型立柱上端加工出對(duì)應(yīng)的凹槽。可以從一端向另一端依次點(diǎn)焊進(jìn)行安裝固定。焊接前,按照等位分割沿焊縫每邊50 mm清除整理每一段的毛刺、油污、銹斑等雜質(zhì)。鋁方通造型焊接好后,進(jìn)行打磨拋光,直至看不見焊縫為止;同時(shí)配合使用拋光膏,拋光至與相鄰材質(zhì)肉眼看不出區(qū)別為宜。
3.3.3 外飾面涂料施工
外飾面涂料加工時(shí)需要把控鋁方通造型,鋁方通總體找平刮膩?zhàn)幼钌?遍,修整至基層平整度大體一致即為達(dá)標(biāo),具體施工要求如下。
(1)刮膩?zhàn)訒r(shí)需保證單次膩?zhàn)雍穸炔淮笥?.5 mm,涂刷間隔時(shí)間大于5 h,涂刷總厚度不小于1.0 mm。
(2)不能在高溫直射的陽(yáng)光下進(jìn)行施工,連綿雨天、5 ℃ 以下天氣以及高濕度、大風(fēng)等惡劣氣候條件下也不適宜施工。
(3)本鋁方通的涂料不可與其他涂料相混,否則有可能破壞其特性導(dǎo)致質(zhì)量不符合要求。在涂裝時(shí)宜采用滾涂施工,滾涂需用力均勻、速度協(xié)調(diào),來回滾涂的遍數(shù)要以雙數(shù)為準(zhǔn)。涂料完全干燥后,膩?zhàn)訉颖砻姹仨毮苋娓采w底漆,表面觀感無漏刷及明顯接縫或接痕。
(4)進(jìn)行表面真石漆施工的時(shí)候,施工溫度環(huán)境要求在10 ℃以上,風(fēng)力大于四級(jí)時(shí)禁止施工。施工時(shí)應(yīng)使用專業(yè)真石漆噴槍,噴槍的空氣壓力約為6 kg/cm2,噴嘴距離作業(yè)面600 mm左右,噴涂厚度不少于2 mm。真石漆噴涂至少需要2遍,時(shí)間間隔約為2 h,干燥時(shí)間以超過24 h為宜,完全干燥后進(jìn)行最終打磨。為了保證完成面觀感質(zhì)量,在噴涂時(shí)需特別注意出槍和收槍,禁止在正面噴涂的表面上出、收槍。噴涂時(shí),噴槍移動(dòng)速度應(yīng)均勻,在不同噴涂幅度邊緣施工時(shí)以搭接1/3的幅寬為標(biāo)準(zhǔn),確保漆膜薄厚無偏差。如果因工程進(jìn)度需要使用多支噴槍,必須選擇相同品牌及型號(hào)的噴涂槍嘴,以保證每個(gè)槍嘴噴出的浮點(diǎn)一致,否則將會(huì)影響噴涂面的觀感。
(5)真石漆施工完成后的漆膜比較容易刮花,需要做好完成面保護(hù)工作。真石漆表面需要噴涂防水保護(hù)膜,使用600目砂紙對(duì)干透的涂層表面浮砂擦拭一遍,使其整體上呈現(xiàn)天然真石漆的表面質(zhì)感,保證美觀的同時(shí)也保證防護(hù)膜覆蓋完全。使用砂石擦拭時(shí)用力要均勻,否則有可能破壞漆膜引起底部松動(dòng),造成附著力不足而使真石漆掉落的后果。
(6)最后一道防水工序需要在天然真石漆完全干透后方可開展,噴壺壓力選擇5 kg/cm2左右,罩光漆用量0.4 kg/m2。施工天氣溫度應(yīng)高于10 ℃,整體噴涂2遍以上,每次間隔2 h,厚度約30 μm,完全干燥需7 d。
3.3.4 泛光照明
為了滿足雙坡懸山頂夜間造型的照明,需要營(yíng)造夜間發(fā)光效果??稍陧斆嫔祥_挖溝槽,沿著燈光設(shè)計(jì)方向延伸,本工程采用的是沿著折線方向挖槽,開挖前需要畫好控制線,同時(shí)確定好溝槽的走向。鋪設(shè)照明電纜的注意事項(xiàng)如下。
(1)鋪設(shè)電纜前,需要先確認(rèn)電纜的電壓、型號(hào)和規(guī)格,對(duì)擬安裝的電纜進(jìn)行絕緣測(cè)試,確保絕緣電阻大于0.5 MΩ;按實(shí)際路徑計(jì)算每根電纜長(zhǎng)度,進(jìn)一步優(yōu)化每根電纜的裁剪方案,最大限度地減少電纜接頭。
(2)工程中使用的保護(hù)電線塑料管和相關(guān)配件必須全部使用阻燃材料;導(dǎo)線穿管需依據(jù)所穿根數(shù)確定管徑的大??;非同一個(gè)系統(tǒng)的導(dǎo)線不可以穿插在同一根保護(hù)管中;保護(hù)管內(nèi)禁止有接頭和打結(jié)。
(3)屋面屬于潮濕部位,需采用厚壁鋼管穿線,鋼管不得彎曲或有裂縫,管內(nèi)應(yīng)光滑無毛刺,切口光滑平整;采用的鍍鋅鋼管為螺紋連接,禁止使用焊接方式連接。
4 結(jié)語
本工程采用大型現(xiàn)代建筑的雙坡懸山頂施工技術(shù),完成效果與傳統(tǒng)硬山頂相比,具有更好的采光性和建筑美感,既增加了建筑通透性及實(shí)用性,又傳承了廣西瑤族特色建筑風(fēng)格,讓歷經(jīng)千年的壯鄉(xiāng)瑤族吊腳樓外觀在當(dāng)今新型建筑中煥發(fā)新的生機(jī),為今后建造類似懸山頂、推廣瑤族特色建筑提供良好的借鑒實(shí)例。
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